Des chercheurs de l'Institut de technologie de Tokyo (Tokyo Tech) ont conçu un émetteur-récepteur de 28 GHz qui intègre la formation de faisceaux à double polarisation, technologie à entrées et sorties multiples (MIMO). Mesurant seulement trois sur quatre millimètres, ce minuscule émetteur-récepteur pourrait améliorer les performances des appareils de réseau cellulaire de cinquième génération (5G) et de l'Internet des objets (IoT).

Une équipe de chercheurs dirigée par Kenichi Okada du département d'ingénierie électrique et électronique de Tokyo Tech a élaboré une stratégie visant clairement à soutenir l'accès aux données mobiles à haut débit en utilisant le spectre des ondes millimétriques pour les réseaux sans fil 5G de nouvelle génération. Leur émetteur-récepteur 28 GHz proposé combine la formation de faisceaux, une méthode de traitement du signal très efficace, avec des capacités MIMO à double polarisation, ce qui signifie que son réseau d'antennes peut répondre aux ondes radio horizontales et verticales en même temps.

Des tests préliminaires ont montré que le débit de données maximal atteint était de 15 gigabits par seconde (Gb/s) au format 64-QAM. Ce débit de données est supérieur de 25 % à celui atteint par les modèles comparables précédents. Dans la continuité des travaux du groupe sur le développement d'émetteurs-récepteurs de haut niveau utilisant un minimum de composants, les chercheurs ont réalisé un design environ la moitié de la taille de la technologie actuelle. Plus la puce est petite, le mieux pour la 5G, en raison de la demande anticipée de haute performance, émetteurs-récepteurs à surface efficace pour une utilisation dans des capteurs et appareils minuscules et portables.

« Par rapport à l'approche bidirectionnelle conventionnelle basée sur les commutateurs, notre amplificateur bidirectionnel partage complètement les réseaux d'adaptation inter-étages entre l'émetteur-récepteur et le récepteur. Ainsi, la zone sur puce requise est encore minimisée, ", explique Okada.

Le Japon intensifie actuellement ses efforts pour se préparer à la 5G avant les Jeux olympiques et paralympiques de Tokyo 2020. Il y a des attentes pour les services 5G pour permettre un débit de données plus élevé pour des applications telles que la vidéo haute définition en streaming en direct et pour potentiellement des milliards de nouveaux appareils IoT qui peuvent partager des données 24 heures sur 24, ainsi que d'augmenter la vitesse et la réactivité des réseaux de communication dans leur ensemble.

De plus amples détails sur l'étude sont présentés dans le cadre de la session sur les émetteurs-récepteurs 4G/5G lors de la Conférence internationale sur les circuits à semi-conducteurs (ISSCC) 2019 qui se tiendra à San Francisco du 17 au 21 février 2019.